1) ППДОФ учащихся ФМК рассматривается как составная часть многоступенчатой системы непрерывной профессиональной подготовки специалистов-физиков. Она встраивается в основную образовательную программу профильной подготовки учащихся физико-математических классов.

2) ППДОФ учащихся ФМК строится в соответствии с современными запросами высшей школы и обеспечивает подготовку абитуриентов, социально и профессионально адаптированных к условиям обучения в вузах по специальностям физического/физико-технического профилей, в том числе связанным с высокими наукоёмкими технологиями.

3) ППДОФ обеспечивает формирование совокупности начальных профессиональных знаний, умений, компетентностей, опыта исследовательской деятельности и творчества в области физики.

4) Механизмы реализации образовательного процесса ППДОФ будущих специалистов-физиков основываются на технологиях, подходах, методах и средствах интенсивного обучения, что связано с необходимостью освоения за двухлетний срок содержания профильного обучения и начальной профессиональной подготовки. Перспективным и новым направлением интенсификации учебного процесса является фреймовая организация физических знаний (фреймовые технологии). Учебно-методический комплекс процесса ППДОФ обеспечивает интенсивное освоение программ.

5) ППДОФ рассматривается в неразрывной связи с профессионально ориентированным воспитанием. Изучение курсов астрономии и космологии целенаправленно используетсяся для формирования «космического» мышления и мотивационно-ценностного отношения к Миру будущих физиков.

6) Успешность реализации ППДОФ обеспечивается комплексом организационно-педагогических, психолого-педагогических, материальных, дидактических и управленческих условий, в том числе применением рангового анализа как метода оптимизации процесса ППДОФ.

7) Определение эффективности ППДОФ учащихся ФМК осуществляется на основе диагностики, включающей в себя диагностический инструментарий, методы обработки результатов измерений и методы определения показателей и выделения уровней ППДОФ.

Практический (прикладной) блок концепции формируется из практических внедрений технологий, методов, средств, обеспечивающих каждое из направлений образовательной деятельности процесса ППДОФ, механизмов реализации ППДОФ и диагностического инструментария оценки её эффективности.

Разработанная на основе концепции модель подготовки учащихся профильных ФМК к профессиональной деятельности в области физики, включает в себя модели обучения и профессионально ориентировнного воспитания (рис. 3).

Модель учебного процесса ППДОФ (рис. 3, А) содержит компоненты: целевой, содержательный, деятельностный, результативный; базируется на принципах, учитывает факторы, педагогические условия, отражает функции ППДОФ. Целевой компонент учебного процесса ППДОФ будущих специалистов-физиков включает в себя иерархию целей. Главными целями являются: обеспечение высокого уровня ППДОФ в ограниченные сроки; подготовка к поступлению в вуз на факультеты физического / физико-технического профиля и успешному освоению специальностей в области физики, в том числе, связанных с высокими технологиями. Частными (специфическими) целями являются формирование специальных начальных экспериментальных и практических умений (работа с приборами, оборудованием, решение задач повышенного уровня сложности, в том числе на основе дифференциального и интегрального исчислений); формирование исследовательских умений, общих и специфических методологических знаний и умений. Блок принципов представляет собой иерархическую последовательность дидактических принципов в процессе ППДОФ, в том числе: профессиональной направленности, генерализации знаний; интенсификации обучения, природосообразности. Специфическими принципами выступают: принцип политехнизма; принцип оптимально сбалансированного использования форм традиционного и вузовского обучения в учебном процессе; принцип обучения на высоком уровне трудности; принцип самостоятельности и активности учащихся в учебной деятельности и ответственности за результаты учебного процесса.

Деятельностно-ориентированное содержание учебного процесса ППДОФ (в отличие от знаниево-ориентированного), с нашей точки зрения, включает пять структурных компонентов: четыре традиционных (И.Я. Лернер, В.В. Краевский), трансформированные под ППДОФ - 1) начальный профессиональный опыт в когнитивной сфере ППДОФ (предметные углубленные знания в области физики, методологические и оценочные знания); 2) начальный профессиональный опыт практической деятельности в области физики, в том числе исследовательской; 3) начальный опыт профессионального творчества в области физики; 4) опыт отношений личности, формирующийся в процессе ППДОФ; а также пятый структурный элемент - начальные профессиональные компетентности (ключевые, базовые, специальные). Этот пятый элемент соответствует личностно-ориентированной парадигме обучения и компетентностному подходу в образовании и относится не к социальному опыту, а к развитию личоности, которая формируется в результате освоения социального опыта.

Компетентности выделены в пятый компонент, так как не все знания и умения, в том числе и операциональные, которые приобретает ученик ФМК, переходят впоследствии в профессиональные компетентности. Например, знать теорию относительности и уметь решать задачи на эту тему ученик ФМК обязан, даже если он не станет физиком-теоретиком (в этом случае знания теории относительности не будут реализованы в профессиональных компетентностях, так как не будут применяться на практике). Начальная профессиональная компетентность выпускника ФМК отражает специфику профессиональной деятельности физика-исследователя. Особенностями деятельности специалиста-физика являются: объект исследования (структура и свойства природы - от элементарных частиц до Вселенной), творческий характер деятельности, методы исследований (теоретические и экспериментальные - общие и специфические для области физики), использование математического аппарата и специфического понятийного аппарата для описания процессов и явлений. Физиков-исследователей отличает также тип мышления, характеристиками которого являются креативность, системность, глобальность, пытливость и др.

Модель профессионально ориентированного воспитания (ПОВ) учащихся профильных ФМК (рис. 3, Б) включает целевой, деятельностный, содержательный, результативный блоки, а также факторы, принципы и условия ПОВ.

Главный общий фактор, обусловливающий необходимость ПОВ - наличие интереса к физическим исследованиям и логического склада ума учащихся, требующих особого подхода в воспитании. В соответствии с иерархией целей глобальными социокультурными целями являются формирование нравственной личности, научного мировоззрения (включающего онтологический, гносеологический и аксиологический компонеты), «космического» мышления. Главными целями являются формирование общей и основ профессиональной культуры (исследовательской, информационной); частными - профессиональная социализация и др. В основе проектирования процесса ПОВ лежат принципы профессиональной направленности воспитания, воспитывающего обучения (Гербарт), культуросообразности, природосообразности, адаптивности.

Организационно-деятельностный блок модели включает в себя совокупность урочных и внеурочных форм, методов и средств воспитательной работы учителя физики, отражающих специфические особенности учащихся ФМК. В содержании воспитания основными элементами являются: 1) совокупность профессионально-личностных качеств и характеристик выпускника ФМК (общечеловеческие, гражданские, специфические - любовь к физике, творчеству, эксперименту, к познанию и т.п.); 2) система общих и специальных этических знаний и умений, компетентностей (культурная, этическая, личностная); 3) система отношений личности, формируемая в процессе ПОВ (профессиональные, коммуникативные, эмоционально-волевые, мотивационно-ценностные и т.п.); 4) система профессионально значимых ценностей и мотивов; система убеждений, определяющая идейность личности будущего физика - научное мировоззрение и стремление к его воплощению в деятельности.

Условиями ПОВ являются организационно-педагогические, материальные, управленческие и дидактические. Важнейшими организационно-педагогическими и управленческими условиями реализации модели ПОВ являются построение адаптивной коммуникативно-деятельностной состязательной среды в ФМК и совмещение в одном лице учителя физики и классного руководителя ФМК.

Реализация предложенной модели воспитательного процесса должна сформировать у выпускников ФМК мотивационно-ценностное отношение к Миру, «космическое» мышление, профессионально-личностные ценности, обеспечить социальную адаптацию на факультете вуза.

Таким образом, определены методологические основы построения концепции ППДОФ, разработана концепция ППДОФ учащихся ФМК как первая ступень в системе непрерывной профессиональной подготовки специалистов-физиков; в соответствии с концептуальными положениями построена модель системного процесса ППДОФ учащихся ФМК. При этом профессиональная направленность воспитания является важнейшим фактором, усиливающим ППДОФ.

Третья глава «Механизмы реализации модели подготовки учащихся физико-математических классов к профессиональной деятельности в области физики» включает рассмотрение методов интенсивного обучения при изучении теоретического материала, обучении решению задач, выполнении учебно-исследовательского эксперимента физпрактикума; рассмотрение способов приобретения учащимися ФМК опыта исследовательской деятельности и творчества, методов формирования мотивационно-ценностного отношения к Миру и «космического» мышления; определение оптимальных условий для ППДОФ.

К методам интенсификации процесса обучения при изучении теоретического материала в реализации ППДОФ учащихся ФМК относится структурирование теоретического учебного материала, в процессе которого учебный материал темы, главы, раздела делится на элементы: физические величины, законы, явления и процессы, структурные компоненты материи, методы исследований, модели, приборы и устройства и т.п.. Интенсификацию обучения обеспечивает также использование фреймовых схем-опор для формировния физического знания о законах, физических величинах, явлениях. Особенностью применения фреймовых опор является то, что инструктаж по работе со схемами проводится один раз. Так как схемы представляют собой стереотипы и имеют универсальный характер, далее учащиеся самостоятельно работают с опорами без помощи инструктора.

Фреймовая организация знаний способствует развитию алгоритмического мышления учащихся как необходимого этапа развития творческого мышления. Процесс формирования алгоритмического мышления рассматривается в контексте теории поэтапного формирования умственных действий. При этом фреймовые схемы-опоры выступают ориентировочной сновой действий (ООД), методологическим средством, инструментом познания объективной реальности, формируя методологиеческие умения и гносеологическую составляющую мировоззрения будущего физика, позволяя конструировать и представлять новые элементы физического знания.

Методика моделирования фреймовых схем включает в себя этапы: 1. Выделение «ключевых» элементов материала изучаемого курса физики как наиболее важных, существенных для понимания на уровне смысловых единиц содержания (смысловых вех, семантических комплексов). 2. Моделирование собственно логической структуры на базе таких единиц и их отношений, отражающей смысловую организацию выделенной информации. Эта структура учитывает внутренние связи единиц, их разнопорядковость, иерархию. 3. Визуализация фрейма в виде схемы. 4. Конструирование стереотипных предложений с жёстким лингвистическим каркасом, ключевыми словами, сопровождающим схему и встраивание их в структуру схемы. 5. Оформление фреймовой схемы в виде таблицы, плаката, раздаточного материала и т.п.

На рис. 4 приведена одна из фреймовых схем, применяемая при формировании у учащихся знаний о законах, которые имеют стреотипные математические записи и стереотипные формулировки (содержащие ключевые словосочетания «прямо пропорциональна» и «обратно пропорциональна»). В схему укладываются формулировки законов: всемирного тяготения, Кулона, Ампера для параллельных токов, зависимости сопротивления проводника R от длины l и площади поперечного сечения S и многие другие из всех разделов физики.

Рис. 4. Пример фреймовой схемы

В отличие от других видов опор: в схеме используются условные обозначения из геометрических фигур: , О, , , - пустые окна-ячейки, в которые помещаются обозначения физических величин из формул; в схему встраиваются каркасы из стереотипных предложений и ключевых словосочетаний, связывающие пустые ячейки; схема содержит жёсткие пункты-предписания, позволяющие разворачивать ответ по определенному алгоритму-сценарию: формулирование, физический смысл константы, единица величины; схема как логико-лингвистическая модель содержит готовый «предметно-схемный код», который учащийся может применять самостоятельно для изучения новых законов.

Работа учителя и учащихся с данной схемой включает следующие этапы (табл. 1).

Таблица 1

Через несколько занятий схема интериоризируется в сознании учащегося и он автоматически использует её, при этом необходимость видеть её перед глазами отпадает. Приведённые в главе пять фреймовых схем-опор помогают учащимся быстро самостоятельно усваивать рутинный учебный материал о физических величинах и законах. При этом освобождаются резервы времени, которые используются для продуктивной деятельности и углубленного изучения физики.

Структурирование задачного материала является специфическим методом интенсификации обучения учащихся решению физических задач. Задачи каждой темы по уровню сложности группируются в строгом порядке, принципом которого является пошаговое усложнение задач, при этом каждая задача входит органически в последующую задачу как часть. При необходимости для каждого блока задач выводится частный алгоритм.

Пример деления задач на блоки по нарастающей сложности на практическом занятии «Движение заряженной частицы в магнитном поле»: Блок №1 «Частица влетает в магнитное поле параллельно силовым линиям»; №2 «Частица влетает в магнитное поле перпендикулярно силовым линиям»; №3 «Частица влетает в магнитное поле перпендикулярно силовым линиям, предварительно ускоренная электрическим полем»; №4 «Частица влетает в магнитное поле под углом к силовым линиям»; №5 «Частица влетает в магнитное поле под углом к силовым линиям, предварительно ускоренная электрическим полем»; №6 «Частица в магнитном и электрическом полях». Задачи блоков №1 и №2 входят в задачи блоков №4 и №5 как составные части. Внутри каждого блока рассматривается подблок - движение двух частиц - электрона и протона.

Структурирование задач в блоки и применение метода алгоритмов позволяет рассматривать около 10 сложных задач за 2-х часовое занятие и интенсифицирует процесс формирования умений учащихся по решению задач.

В главе рассмотрены разработанные нами виды уроков, интенсифицирующие процесс обучения: урок самостоятельных расчётно-графических работ; творческий урок; обобщающий урок-повторение решения задач из разных разделов с общим методом решения и др. Примером урока, иллюстрирующим последний случай является следующий. На доске задаётся панорама графиков линейных функций: силы упругости от растяжения пружины F_у (х), давления газа от объёма Р (V), скорости тела от времени v (t ), силы тока от расширении; путь при равноускоренном движении; заряд, протекающий через поперечное сечение проводника за время t).

К методам интенсивного обучения относится использование новых информационных технологий на занятияиях физического практикума и для контроля знаний. Средством приобретения учащимися начального профессионального опыта экспериментальной исследовательской деятельности и мотивации к его получению являются исследовательские лабораторные работы (ЛР), результаты которых обрабатываются с помощью компьютера. При этом учащиеся выполняют ЛР в лаборатории физики (натурный эксперимент), а обрабатывают эксперимент в компьютерном классе и представляют отчёт на электронном и бумажном носителях. По качеству и уровню сложности компьютерной обработки ЛР делятся на три категории: 1) ЛР, в которых требуется косвенно (по формуле) определить физическую величину, экспериментально измерив предварительно ряд параметров («Определение фокусного расстояния линзы» и др.); 2) ЛР, в которых требуется построить график исследуемой зависимости по значениям измеренных (прямо или косвенно) ряда физических параметров («Изучение ферромагнетиков», В=f (В_о), µ=f (В_о)); 3) ЛР, в которых кроме заданий, описанных выше, требуется аппроксимировать полученную экспериментальную зависимость к математической функции («Изучение температурной зависимости полупроводников», «Изучение поляризации света» и др.).

Специфическим умением физика-исследователя является нахождение математического выражения для полученной экспериментальной зависимости с применением метода «спрямления», который заключается в приведении исследуемой экспериментальной зависимости к линейному виду. Одной из задач учителя физики является формирование умений у учащихся ФМК обработки результатов научного физического исследования с применением метода «спрямления» на примере исследований известных физических законов (закономерностей). При этом формируется специфическая модель действий: 1) постановка задачи о соответствии математического выражения полученной экспериментальной зависимости; 2) решение задачи о выборе координат «спрямления» исследуемой экспериментальной зависимости; 3) построение экспериментальной зависимости; 4) проверка линеаризации («спрямления») в выбранных координатах; 5) расчёт погрешности возможных отклонений; 6) определение физических параметров из угла наклона «спрямлённых» зависимостей; 6) формулирование выводов о соответствии полученной экспериментальной зависимости математическому выражению.

Аппроксимация графиков производится с помощью специальных компьютерных программ. На рис.6 представлены графики из отчёта учащегося ФМК ЛФМИ №40 при УлГУ по лабораторной работе «Изучение вольтамперной характеристики (ВАХ) полупроводникового диода».

График (б) представляет из себя прямую линию, что доказывает справедливость математического выражения для ВАХ (I = I_o [ exp (+eU kT) - 1], где e - заряд электрона, U - напряжение, k - постоянная Больцмана, T - температура). Включение заданий по аппроксимации графиков позволяет также проводить уровневую дифференциацию при проведении занятий.

Специфическими формами приобретения опыта исследовательской деятельности и творчества являются: летняя практика в лабораториях базового

I ln ( I / I_o + 1)

U, В U, В

Рис. 6. ВАХ полупроводникового диода (прямое включение): (а) - в обычных координатах I = f (U); б) - спрямлённая ВАХ в координатах ln ( I / I_o + 1) = f (U ).

вуза, научные публикации, проектная деятельность в мини-коллективах аспирантов и дипломников и т.п. Разработана и предложена система оценки творческих проектов школьников.

Интенсификация процесса обучения позволяет включить в учебный план рассмотрение теоретических вопросов, выходящих за рамки профильных стандартов: сложение взаимно перпендикулярных колебаний, дифференциальные уравнения гармонических и затухающих колебаний, теорема Остроградского-Гаусса и её применение к расчету электростатических полей тел, закон Био-Савара-Лапласа и применение его к расчёту магнитных полей токов, уравнения Максвелла в интегральной форме, стационарное уравнение Шрёдингера и др.

Наблюдения показали, что средством формирования мотивационно-ценностного отношения к Миру, «космического» мышления являются курс астрономии и спецкурс по космологии, включающий рассмотрение классических и современных моделей Вселенной (стационарной однородной эвклидовой, стационарной однородной неэвклидовой - Эйнштейна, нестационарных моделей Леметра и Фридмана), а также горячие модели ранней Вселенной.

В процессе исследования выявлен комплекс педагогических условий ППДОФ учащихся ФМК, выступающий механизмом реализации модели ППДОФ. Оптимальными организационно-педагогическими условиями являются работа ФМК в системе «школа-вуз»; углубленное изучение физики; сочетание школьных и вузовских форм обучения; наличие психологически комфортной состязательной среды в классе и др. Материальные условия обеспечивают специально организованные лаборатория физического практикума и компьютерный центр с полным материальным и кадровым обеспечением; наличие (желательно) у каждого ФМК своей классной комнаты, где проходит его жизнь; доступ учащихся ФМК к библиотечному фонду вуза, физическим лабораториям. Дидактическими условиями являются: 1) наличие специального учебно-методического комплекса учителя физики - совокупности взаимосвязанных средств обучения для реализации задач ППДОФ; 2) использование интенсивных методов обучения («глубокого погружения», укрупнение дидактических единиц учебного материала, информационных и фреймовых технологий и т.п.); 3) личностно-ориентированное обучение; мотивация к получению ППДОФ. Эффективное протекание учебного процесса обеспечивают также управленческие условия, в том числе использование в ФМК ценологического подхода - рангового анализа, который позволяет указывать путь оптимизации образовательного процесса.

Таким образом, механизмами реализации модели учебного процесса являются методы и технологии интенсивного обучения (фреймовые, информационные, структурирование теоретического и задачного материала и пр.), методы формирования творческого мышления (проектная исследовательская деятельность с выходом на опубликование результатов и выступления на научных студенческих конференциях, производственная практика на кафедрах базового факультета, использование возможностей компьютерных технологий в исследовтельских работах лабораторного физического практикума), а также комплекс педагогических условий, включая использование рангового анализа (ценологического подхода) для оптимизации прцесса ППДОФ. Определены механизмы формирования мотивационно-ценностного отношения к Миру и «космического» мышления учащихся ФМК - изучение астрономии и космологии.

Четвёртая глава «Диагностика эффективности подготовки учащихся физико-математических классов к профессиональной деятельности в области физики» содержит описание педагогического эксперимента, проведённого в три этапа: констатирующий - 1998-2002 гг., поисковый - 2002-2004 гг., обучающий - 2004-2007 гг. (табл. 2), целей и результатов каждого этапа.

В соответствии с задачами исследования, педагогическая диагностика включает в себя два аспекта:

1. Диагностика эффективности применения фреймовых опор, сформированности мотивационно-ценностного отношения к Миру и «космического» мышления учащихся, опыта исследовательской и творческой деятельности.

2.Диагностика эффективности ППДОФ в целом. На констатирующем этапе педагогического эксперимента было выявлено, что организация подготовки учащихся ФМК к профессиональной деятельности в области физики осуществляется на стихийно-эмпирическом уровне. На поисковом этапе найдены и отработаны механизмы реализации ППДОФ. На обучающем этапе проверена и подтверждена гипотеза исследования, подтверждена эффективность модели ППДОФ.

Таблица 2

Обзор этапов и целей экспериментального исследования

В соответствии с моделью (рис. 3, а) оценка результатов учебного процесса ППДОФ включает в себя диагностику начальных профессиональных: 1) знаний, 2) умений, 3) компетентностей, 4) начального профессионального опыта исследовательской деятельности и творчества в области физики.

Основными критериями эффективности учебного процесса ППДОФ являются: результативность подготовки (число выпускников ФМК, поступивших в вузы на специальности физического / физико-технического профиля; отсутствие проблем в учебном процессе в вузе), профессиональная адаптация выпускников ФМК к учебному процессу на факультете; реализация ценностных ожиданий в учебном процессе; совокупность критериев, отражающих начальный профессиональный опыт исследовательской деятельности и творчества в области физики.

Пример оценки результативности подготовки в ФМК с углублённым изучением физики УлГУ школы №40 (ныне ЛФМИ №40 при УлГУ) за период 2000-2007 гг. приведён в табл. 3.

Таблица 3

В современном обществе главным критерием оценки качества специалиста выступает рыночная конкурентоспособность и востребованность на рынке труда. Аналогично, критерием оценки качества подготовки абитуриента является конкурентоспособность и востребованность в вузе, поэтому диагностика эффективности ППДОФ осуществлялась нами в группах студентов 1-2 курсов вузов. При обработке результатов анкеты делились на три части: 1) анкеты выпускников лицеев при вузе и ФМК с углубленным изучением физики при вузе; 2) анкеты выпускников «обычных» профильных ФМК; 3) анкеты выпускников общеобразовательных классов. В качестве контрольных групп сравнения выступают группы выпускников «обычных» профильных ФМК и группы выпускников общеобразовательных классов.

Эффективность подготовки характеризуется также отсутствием проблем в учебном процессе на факультетах у студентов 1-2-х курсов (рис.7).

Рис. 7. Распределение ответов респондентов различных вузов, отметивших отсутствие проблем в учебном процессе на факультете, связанных с лабораторными работами; пониманием теории; решением задач; а) выпускники общеобразовательных классов б) выпускники «обычных» профильных ФМК; в) выпускники лицеев и ФМК при вузах.

Результаты опроса 1319 студентов 13 вузов о наличии (отсутствии) проблем в учебном процессе на факультете (на лабораторных работах, в плане понимания теоретического материала, по решению физических задач) показали, что число студентов - выпускников лицеев и ФМК при вузах, не имеющих вышеуказанных проблем, в среднем в 1,54 раза больше числа выпускников «обычных» профильных ФМК и в 2,93 раза больше количества выпускников общеобразовательных классов

Во второй главе показано: адаптация к учебному процессу на факультете является основной критериальной характеристикой начальной профессиональной компетентности (НПК) по всем структурным компонентам (когнитивной, мотивационно-ценностной, эмоционально-волевой, опыта ППДОФ). Степень адаптации определяли следующие показатели: 1) уровень психологической комфортности первокурсников в учебном процессе на факультете, измеряемый с помощью 7-балльной шкалы самооценки ( 3 ; -2; -1; 0; +1;+2;+3); 2) сроки адаптации в учебном процессе по 6 уровням: 1) 1-2 недели; 2) 1 месяц; 3) 3 месяца; 4) 6 месяцев; 5) около года; 6) до сих пор не адаптировался.

Между распределениями всех респондентов по градациям шкалы самооценки психологической комфортности на сентябрь 1-го курса (выборка Х) и в конце учебного года (выборка У) в процентном отношении проводилось корреляционное сравнение методами Пирсона и Спирмена. Значения коэффициентов Пирсона R и Спирмена r_s являются количественными показателями психологической комфортности как результата адаптации к учебному процессу. Третий показатель адаптации по срокам С_а рассчитывался по отношению к С_а=1, соответствующему 100%-ной адаптации всех участников опроса за месяц.

Из респондентов каждого вуза выделялись группы, гомогенные «по происхождению»: группа №1 - выпускников ФМК при факультете вуза, где организован целенаправленный системный процесс ППДОФ будущих специалистов; №2К - выпускников прочих профильных ФМК массовых общеобразовательных школ - контрольная группа; №3 - выпускников общеобразовательных классов. Таким образом, для каждой группы имеются 3 показателя НПК по адаптации: R_а, r_sа, С_а.

Второй критериальной характеристикой НПК является реализация ожиданий выпускника ФМК в вузе, которая отражает мотивационно-ценностную составляющую структуры компетентности. Исследование проводилось методом анкетирования, который позволил выяснить комплекс ожиданий первокурсников от преподавателей, учебного процесса на факультете, реализацию этих ожиданий, провести их корреляционное сравнение и вычислить средние значения коэффициентов Пирсона и Спирмена R_ож ; r_ож.

Средний показатель начальной профессиональной компетентности (П) высчитывался для каждой группы респондентов как среднее арифметическое пяти показателей (трёх показателей адаптации и двух показателей реализации ожиданий):

П = (R_а + r_sа + С_а +R_ож + r_ож ) : 5. (2)

Значения П свыше 0,7 определяют высокий уровень компетентности (выше 0,9 - очень высокий уровень); 0,61-0,7 - выше среднего, 0,41-0,6 - средний; 0,31-0,4 - ниже среднего; 0,3 и меньше - низкий уровень НПК.

Методика оценки НПК выпускников ФМК была апробирована на студентах физико-технических и технических специальностей 13-ти вузов (табл. 3): ЧГПИ (г. Грозный); БГУ (г. Улан-Удэ); МПГУ; МИФИ; МЭИ; МГУ; СГУ; СамГУ; ЗабГГПУ, ПомГУ (г. Архангельск); Ульяновских вузов - УлГТУ, УГПУ, УлГУ.

Таблица 3

Апробация диагностики НПК выпускников ФМК и общеобразовательных классов различных вузов

Значения П выпускников профильных ФМК, входящих в инфраструктуру вуза (около 0,9), близко к значению П выпускников СУНЦ МГУ, осуществляющего поиск и отбор талантливой молодёжи в масштабах страны, образовательный процесс в условиях особой среды интерната и являющегося признанным лидером в области подготовки учащихся к профессиональной деятельности в области физики и математики. Это доказывает высокую эффективность разработанных концепции и модели ППДОФ в профильных ФМК при региональных вузах, не имеющих подобных «льготных» условий. Выпускники прочих ФМК имеют значение П около 0,6. Наименьшее значение П: 0,28-0,4 имеют выпускники общеобразовательных классов. Высокая воспроизводимость эксперимента с относительной погрешностью 2,2-11% доказывает адекватность предложенной диагностики. Таким образом доказана возможность количественной оценки НПК выпускников различных классов с помощью предложенной методики.

Критериями приобретения начального профессионального опыта исследовательской деятельности и творчества являются мотивированность и готовность учащихся к занятиям научной работой, участие в творческих конкурсах, количество публикаций в трудах конференций, средний уровень творческих работ, число выпускников ФМК, продолживших образование в аспирантуре. Мотивированность и готовность к занятиям научной работой оценивались опросом студентов 1-2-х курсов пяти вузов (МГУ, УлГУ, МФТИ, БГУ, ЧГПИ). Результаты опроса показали, что степень мотивированности и готовности респондентов группы №1 в 2,2 раза выше, чем у респондентов группы №2 и в 5,8 раза выше респондентов группы №3 (рис.8).

Показатели участия в творческих конкурсах, публикациях, среднего уровня творческих работ для выпускников лицеев и ФМК при вузах в десятки раз выше показателей выпускников других ФМК и в сотни раз выше показателей выпускников общеобразовательных школ.

Произведена оценка эффективности фреймовых опор. Эксперимент проводился в три этапа. Результаты педагогического эксперимента показали: применение фреймовых схем-опор увеличивает показатель обученности по формулированию и пониманию физического смысла понятий и законов, физического смысла констант пропорциональности в законах в несколько раз (рис. 9).

Произведена диагностика результатов профессионально ориентированного воспитания (ПОВ) учащихся ФМК. Результатом ПОВ в соответствии с моделью (рис. 3, б) выступают социальная адаптация в студенческом коллективе, сформированность мотивационно-ценностного отношения к Миру и «космического» мышления, профессионально-личностных ценностей. Показателем социальной адаптации является срок адаптации в коллективе, который, по результатам опросов, оказался у выпускников лицеев и ФМК при вузах в 1,6 раза короче, чем в прочих ФМК, и в 3 раза меньше, чем у выпускников общеобразовательных классов.

Анкетные исследования показали: изучение астрономии и спецкурса по космологии способствует развитию у учащихся «космического» мышления, мотивационно-ценностного отношения к Миру, для которого характерны действия, направленные на сохранение земной цивилизации и благо человечества. Для обыденного (бытового) уровня мышления характерна ограниченность (узкие пространственно-временные рамки - мой дом, моя школа, работа, жизнь и т.д.), отсутствие мотивационно-ценностного отношения к Миру, интереса к глобальным проблемам человечества. Оценка сформированности мотивационно-ценностного отношения к Миру (аксиологический компонент мировоззрения) и «космического» мышления проводилась методом анкетирования. Ответы респондентов соответствовали трём уровням: 1-й - низкий, соответствующий мышлению на бытовом уровне, отсутствию мотивационно-ценностного отношения к Миру; 2-й - средний; 3-й - высокий («космическое» мышление, мотивационно-ценностное отношение к Миру) (рис. 10).

Результаты опроса показали, что после изучения астрономии и космологии количество респондентов с «космическим мышлением» и мотивационно-ценностным отношением к Миру возрастает в 2,75 раза и соответствует 68% всех респондентов. Исследование профессионально-личностных ценностей будущего специалиста-физика, проведенное с помощью анкеты «Почему Вы выбрали данную профессию?», выявило, что более всего студенты - выпускники профильных ФМК при вузах ценят получение глубоких знаний по профилю (80%), формирование научного мировоззрения и современной картины мира (65%), развитие умений творчески мыслить, воображать, творить (44%).

Результаты педагогического эксперимента подтверждают гипотезу исследования и показывают, что реализация предложенных концепции и модели образовательного процесса ППДОФ, механизмов, средств и методов интенсивного обучения, подходов к обучению и воспитанию, педагогических условий и методов диагностики обеспечивают построение эффективного образовательного процесса подготовки учащихся к профессиональной деятельности в области физики.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы проведённого исследования:

1. Выявлен комплекс проблем и противоречий в организации и осуществлении подготовки учащихся к профессиональной деятельности в области физики в физико-математическоких классах; обоснованы условия осуществления такой подготовки.

2. Определены методологические основы построения концепции подготовки учащихся ФМК к профессиональной деятельности в области физики: системный подход к проблеме ППДОФ; культурологический подход к личностно-ориентированному обучению будущих специалистов-физиков; компетентностный подход; фреймовый подход к организации знаний; профессионально ориентированный подход к организации воспитательного процесса; ценологический подход к управлению учебным процессом.

Разработана концепция ППДОФ в области физики учащихся физико-математических классов как первой ступени в системе непрерывной профессиональной подготовки специалистов-физиков, позволяющая построить модель ППДОФ в профильных ФМК.

3. В соответствии с концептуальными положениями построена комплексная модель системного процесса ППДОФ учащихся физико-математических классов общеобразовательных учреждений, отражающая структуру и основные закономерности этого процесса и состоящая из моделей учебного и воспитательного процессов ППДОФ. Модель учебного процесса обеспечивает формирование у учащихся ФМК начальных профессиональных знаний, умений, компетентностей, получение опыта исследовательской деятельности и творчества в области физики, готовность для продолжения обучения в вузе на факультетах физического / физико-технического профилей. Модель профессионально ориентированного воспитания обеспечивает формирование мотивационно-ценностного отношения к Миру, «космического» мышления, профессионально-личностных ценностей и социальную адаптацию в вузе.

4. Определены механизмы реализации эффективной ППДОФ учащихся ФМК в соответствии с моделью процесса ППДОФ, включающие специфические методы интенсивного обучения (фреймовые, структурирование физических знаний и др.), методы и формы приобретения учащимися опыта исследовательской деятельности и творчества, методы формирования мотивационно-ценностного отношения к Миру и «космического» мышления, а также комплекс материальных, организационно-педагогических, дидактических и управленческих условий, включая использование рангового анализа (ценологического подхода) для оптимизапции процесса ППДОФ:

- Впервые применён фреймовый подход к организации и представлению физических знаний как основа и механизм интенсификации учебного процесса ППДОФ и формирования алгоритмического репродуктивного мышления учащихся, позволяющий учащимся ФМК в ограниченные сроки сформировать базисный понятийный аппарат и специфические речевые умения.

- В качестве эффективных методов и форм приобретения учащимися опыта исследовательской деятельности и творчества использованы: проектная исследовательская деятельность с выходом на опубликование результатов и выступления на научно-практических конференциях; производственная практика на кафедрах базового факультета вуза; лабораторный спецпрактикум с блоком исследовательских работ и компьютерной обработкой результатов.

- Впервые применён ранговый анализ к педагогическим системам (социоценозам) как метод исследования и как средство их оптимизации, выделенный как ценологический подход. Метод рангового анализа использован для оптимизации процесса ППДОФ учащихся физико-математических классов. Категорийный аппарат педагогической теории пополнен совокупностью понятий рангового анализа.

5. Разработана диагностика эффективности подготовки к профессиональной деятельности в области физики учащихся физико-математических классов, включающая: определение критериальных характеристик ППДОФ - результативность (число выпускников ФМК, поступивших на факультеты физического, физико-технического и естественно-научного профилей вуза, в том числе в столичные и ведущие вузы с вступительным экзаменом по физике; отсутствие проблем в учебном процессе в вузе); адаптацию выпускников ФМК к условиям учебного процесса факультета вуза; реализацию ожиданий абитуриентов на факультете; определение показателей адаптации и реализации ожиданий в виде коэффициентов корреляции между психологической комфортностью первокурсников в учебном процессе в начале и в конце учебного года, между их ожиданиями и реализацией ожиданий на факультете; определение показателя начальной профессиональной компетентности как средней арифметической величины показателей адаптации и реализации ожиданий первокурсников на факультете вуза; определение уровней НПК по этому показателю; определение совокупности критериев, отражающих начальный профессиональный опыт исследовательской деятельности и творчества в области физики.

Критериями эффективности профессионально ориентированного воспитания определены: сформированность мотивационно-ценностного отношения к Миру, «космического» мышления и профессионально-личностных ценностей, социальная адаптация в студенческом коллективе.

6. Доказана правомерность использования предложенной диагностики для оценки эффективности ППДОФ выпускников разных общеобразовательных учреждений путем её апробации среди студентов физических и технических специальностей разных вузов. Инструментарий диагностики может быть использован для оценки эффективности подготовки школьников по другим профилям.

7. Проведенный педагогический эксперимент подтвердил гипотезу исследования об эффективности ППДОФ учащихся физико-математических классов на основе разработанных концепции и модели такой подготовки.

Полученные теоретические и практические результаты позволяют сформулировать конкретные практические рекомендации по повышению эффективности ППДОФ учащихся профильных ФМК. Формирование физико-математических классов необходимо проводить уже на уровне 8 класса или, как крайний случай, - на уровне 9 класса. В 10-х и 11-х классах должна идти более узкая профилизация (специализация, профессионализация) физико-математических классов: математика, физика, информатика.

Дальнейшими возможными направлениями работы являются: разработка фреймовых опор для учебных физических текстов описательного характера, исследование формирования системного мышления у учащихся ФМК при использовании фреймового подхода в процессе обучения физике и разработка его диагностики; разработка учебного пособия по физике фреймового типа; исследование развития ценологического мышления у учащихся ФМК в результате использования рангового анализа в рейтинговой системе обучения и в формировании состязательной развивающей образовательной среды в процессе ППДОФ.

Содержание диссертации отражено в 125 публикациях, общим объёмом 145,4 п.л. (авторских - 129 п.л.), из которых основными являются 85:

Монографии

1. Гурина, Р.В. Начальная профессиональная подготовка учащихся в профильных физико-математических классах [Текст]: моногр. / Р.В. Гурина. - Ульяновск: УлГУ, 2004. - 291 с. 16,8 п.л.

2. Гурина, Р.В., Соколова, Е.Е. Фреймовое представление знаний [Текст]: моногр. / Р.В Гурина, Е.Е. Соколова - М.: Народное образование. НИИ школьных технологий, 2005. - 176 с. 5,5 п.л. (авторских 57%).

3. Гурина, Р.В. Концепция подготовки учащихся профильных физико-математических классов к профессиональной деятельности в области физики [Текст]: моногр. / Р.В. Гурина. - М.: Дополнительное образование и воспитание. Витязь-М, 2006. - 210 с. 11,8 п.л.

Учебные и учебно-методические пособия и рекомендации

4. Гурина, Р.В., Соколова, Е.Е., Литвинко, О.А. и др. Фреймовые опоры. Методическое пособие [Текст] / Р.В. Гурина, Е.Е. Соколова, О.А. Литвинко/ Под ред. Р.В. Гуриной. М.: НИИ школьных технологий, 2007. - 96 с. 6 п.л. (авторских 29%).

5. Гурина, Р.В. Профессионально ориентированное воспитание учащихся профильных физико-математических классов [Текст]: учебно-методическое пособие для учителей физики /Р.В. Гурина.- Ульяновск: УлГУ, 2003.- 244 с.15,3 п.л..

6. Гурина, Р.В. Ранговый анализ образовательных систем (ценологический подход) [Текст]: методические рекомендации для работников образования /Р.В. Гурина. Вып. 32. «Ценологические исследования». - М.: Технетика, 2006. - 40 с.2,5 п.л..

7. Гурина, Р.В. Классный руководитель физико-математического класса: направления методы и формы деятельности: учебное пособие [Текст] / Р.В. Гурина. - Ульяновск: УлГУ, 2004. - 92 с. 5,75 п.л..

8. Гурина, Р.В. Тесты по физике. Пособие для учащихся физико-математических классов и поступающих в вузы [Текст] / Р.В. Гурина. - Ульяновск: УлГУ, 2006. - 137 с. 8,56 п.л.

9. Гурина, Р.В. Учебно-исследовательский эксперимент по физике с компьютерной обработкой результатов: лабораторный практикум [Текст] / Р.В. Гурина.

Методические рекомендации для учителей физики профильных физико-математических классов. -Ульяновск: УлГУ, 2007. - 48 с. 3 п.л..

10. Гурина, Р.В.,Червон, С.В. Введение в теорию гравитации и космологию [Текст]: учебное пособие /Р.В. Гурина, С.В. Червон.- Ульяновск: УлГУ, 1998. - 94 с. 5,9 п.л. (авторских - 74% ).

11. Желателева, В.В., Агишева Т.И., Гурина, Р.В. Молекулярная физика и термодинамика. Лабораторный практикум. Ч. II. [Текст] / В.В. Желателева, Т.И. Агишева, Р.В. Гурина. -Ульяновск: Ульяновское высшее воен.-техн. уч-ще им. Б. Хмельницкого, 1992. - 77 с. 4,8 п.л. (авторских 33%).

12. Гурина, Р.В. Механика и молекулярная физика [Текст]. ] / Р.В. Гурина - Ульяновск: УлГУ, 1996. - 85 с. 5 п.л..

13. Гурина, Р.В. Электричество и магнетизм [Текст] / Р.В. Гурина - Ульяновск: УлГУ, 1996. - 68 с. 4,3 п.л..

14. Гурина, Р.В. Колебания и волны [Текст] / Р.В. Гурина - Ульяновск: УлГУ, 1996. - 60 с. 3,8 п.л..

15. Гурина, Р.В. Тесты по физике [Текст] / Р.В. Гурина - Ульяновск: УлГУ, 1997. - 29 с. 1,9 п.л..

16. Гурина, Р.В., Жаркова, Г.А. Компьютерные тесты по физике. Ч. I. Механика и молекулярная физика [Текст] /Р.В Гурина, Г.А. Жаркова. - Ульяновск: УлГУ, 1997. - 58 с. 3,6 п.л. (авторских 85% ).

17. Гурина, Р.В., Жаркова, Г.А. Компьютерные тесты по физике. Ч. II. Электромагнетизм. Оптика [Текст] /Р.В Гурина, Г.А. Жаркова. - Ульяновск: УлГУ, 1997. - 51 с. 3,19 п.л. (авторских 85%).

18. Гурина, Р.В. Расчетно-графические работы по физике. Механика и молекулярная физика [Текст] / Р.В. Гурина. - Ульяновск: УлГУ, 1998. - 32 с. (1,68 п.л.).

19. Гурина, Р.В., Жаркова, Г.А. Вступительные задания по физике в физико-математические классы УлГУ [Текст] / Р.В. Гурина, Г.А. Жаркова,. - Ульяновск: УлГУ, 2000. - 15 с. 0,9 п.л. (авторских - 50%.).

20. Гурина, Р.В., Жаркова, Г.А. Вступительные задания по математике в физико-математические классы УлГУ [Текст] /Р.В Гурина, Г.А. Жаркова. - Ульяновск: УлГУ, 2000. - 15 с. 0,9 п.л. (авторских 50%.).

Статьи в журналах перечня ВАК

21. Гурина, Р.В. Концепция углубленной профильной подготовки учащихся профильных физико-математических классов [Текст] /Р.В Гурина // Образование и наука. - 2005. - № 6. - С. 11-27 (0,75 п.л.).

22. Пурышева, Н.С., Гурина, Р.В. Структура образовательной концепции в педагогических исследованиях [Текст] /Н.С. Пурышева, Р.В Гурина // Образование и наука. - 2006. - № 4. - С. 12-20. 0,56 п.л. (авторских 50%).

23. Гурина, Р.В. Начальная профессиональная подготовка учащихся в профильных классах как ступень в системе непрерывного образования «школа-вуз» [Текст] /Р.В Гурина // Интеграция образования. - 2006. - № 1. - С. 45-49 (0,3 п.л.).

24. Гурина, Р.В. Роль профильных физико-математических классов в допрофессиональной подготовке будущих специалистов-физиков [Текст] /Р.В Гурина // Наука и школа. - 2005. - № 3. - С. 18-21. 0,17 п.л..

25. Гурина, Р.В. Астрономическая безграмотность и глобальное сознание в контексте модернизации образования [Текст] /Р.В Гурина // Народное образование. - 2007. - № 2. - С. 189-193. 0,3 п.л.

26. Гурина, Р.В. Начальная профессиональная подготовка будущих специалистов-физиков и математиков в профильных физико-математических классах [Текст] /Р.В Гурина // Дополнительное образование и воспитание. - 2006. - № 1. - С. 4-8. 0,3 п.л.

27. Гурина, Р.В. Социально-профессиональная адаптация к условиям вуза как критерий эффективности начальной профессиональной подготовки будущих специалистов-физиков в профильных физико-математических классах [Текст] /Р.В Гурина // Психологическая наука и образование. - 2004. - № 3. - С. 75-81. 0,4 п.л.

28. Гурина, Р.В. Классный руководитель физико-математического класса // Народное образование [Текст] /Р.В Гурина. - 2004. - № 9. - С. 157-162. (0,37 п.л.).

29. Гурина, Р.В. Квазипрофильное обучение [Текст] // Народное образование. - 2006. - № 7. - С. 30-32. 0,19 п.л.

30. Гурина, Р.В. Проблемы обучения в физико-математическом профиле [Текст] /Р.В Гурина // Физика в школе. - 2006. - № 6. - С. 28-34. 0,44 п.л.

31. Гурина, Р.В. Ранговый анализ в педагогических образовательных системах [Текст] /Р.В Гурина //Школьные технологии. - 2003. - № 5. - С. 102-108. 0,44 п.л.